柔性装配线的控制和调度研究

论文摘要

随着市场竞争的日趋激烈,每个企业都在寻求较好的生产与运作管理方案,以提高企业的生产、经营和管理效率,从而提高企业的核心竞争优势。而生产与运作管理的核心是生产调度问题能否高效地获得优化解,因此,研究生产调度问题具有很大的理论意义和现实价值。本文首先对柔性装配和调度技术进行了介绍,并对装配线的控制结构和控制系统的性能要求进行了分析和研究。在生产调度方面本文主要对作业控制层的实时调度进行研究。对作业控制层的主要任务和关键技术进行了分析,对常见的突发事件给出相应的处理策略。根据对各种调度理论的分析,最后选择基于规则的调度方法来实现对作业控制层的调度。在以上理论的基础上,根据项目的要求,本文开发的柔性装配线采用了两级控制结构,并通过PROFIBUS-DP网络连接底层设备和上位机,使用PLC采集装配线相关数据。为了实现对装配线的实时调度,本文利用组态软件开发了监控和调度仿真程序。监控程序负责对装配线进行实时监控,并把监控数据实时的存储到数据库中。调度仿真程序在联机情况下负责对装配线中的工件进行合理调度,在离线的情况下能够对工件的装配过程进行仿真,由此来验证工序安排的合理性。本文开发的装配线调度监控系统,已经在实际中得到应用,在提高装配效率和设备利用率方面显示出较好的效果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 柔性装配技术
• 1.2.1 柔性装配系统（FAS）
• 1.2.2 现代制造业对自动化装配系统的需求
• 1.2.3 FAS 的国内外发展简况
• 1.3 生产调度理论简介
• 1.3.1 生产调度的研究方法
• 1.3.2 生产调度的研究趋势
• 1.4 课题研究的意义及主要内容
• 1.5 本章小结
• 第二章 柔性装配中的控制技术研究
• 2.1 控制系统结构分析
• 2.1.1 控制系统结构的研究现状
• 2.1.2 FAS 控制系统的性能要求
• 2.2 现场总线技术简介
• 2.2.1 现场总线
• 2.2.2 PROFIBUS 现场总线简介
• 2.2.3 PROFIBUS-DP
• 2.3 PLC 技术
• 2.4 组态软件
• 2.5 本章小结
• 第三章 生产调度问题研究
• 3.1 生产调度系统
• 3.1.1 生产调度系统的需求分析
• 3.1.2 生产调度系统的层次框架
• 3.1.3 生产调度系统的工作流程
• 3.1.4 作业计划和调度控制的集成
• 3.2 控制层调度问题研究
• 3.2.1 基于规则的调度方法（Dispatching rules）概述
• 3.2.2 作业控制层的监控内容
• 3.2.3 作业控制层的关键机制
• 3.2.4 突发事件的调度策略
• 3.3 本章小结
• 第四章 柔性装配线控制和调度应用
• 4.1 项目简介
• 4.2 控制系统硬件组成及结构
• 4.3 S7-200PLC 与监控计算机通信方式的选择
• 4.3.1 组态软件与S7-200 系列PLC 的通信
• 4.3.2 第三方软件与PLC 的连接
• 4.4 调度管理软件的组成及结构
• 4.4.1 调度管理软件的结构
• 4.4.2 调度管理软件的组成
• 4.5 控制系统调度的实现
• 4.5.1 数据库表的设计
• 4.5.2 调度规则
• 4.5.3 调度程序流程介绍
• 4.6 本章小结
• 第五章 调度系统的仿真
• 5.1 调度系统仿真简介
• 5.2 系统仿真的实现
• 5.2.1 项目的建立
• 5.2.2 变量管理
• 5.2.3 软件运行画面设计
• 5.2.4 菜单的制作
• 5.2.5 小车运动的仿真
• 5.3 仿真的意义
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结和展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间研究成果及发表的学术论文